校企合作毕业设计

油田注水泵关键部件的智能故障诊断与系统集成设计

工业工程

资助企业: 嘉洋智慧安全科技(北京)股份有限公司

资助年份: 2026

企业导师: 张铭轩

指导教师: 夏唐斌

项目成员: 李锐 汤心怡 张晋铭

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项目简介

项目概述

本项目面向油田注水泵关键部件的智能故障诊断与健康管理。柱塞式注水泵长期处于高压、强振和腐蚀介质环境,电机端与液力端故障频发,传统阈值告警难以识别早期退化和跨工况异常。项目以多通道振动、工况和传感器数据为基础,研究电机端长尾故障识别、液力端多测点融合与迁移诊断,并开发工程化健康管理系统,将算法结果转化为可追溯、可复核、可执行的运维决策支持,服务现场安全生产、检修优化和设备全寿命管理。

项目目标

本项目主要目标包括三方面:电机端以长尾类别不平衡场景下的精准诊断为目标,从数据层、特征层和训练层协同优化,提升尾类故障召回率并降低漏检风险;液力端以多通道融合特征提取和跨工况迁移诊断为目标,利用注意力机制提取测点关联,通过域对抗迁移缓解工况分布偏移,实现不同压力、转频条件下的稳定识别;健康管理系统以工程化应用为目标,建设监测数据库、数据对齐策略、算法集成、溯源分析和可解释性模块,支撑现场精准决策。

项目成果

本项目形成算法模型与工程系统两类成果。电机端完成1D-CNN、TCN基线模型及阶段自适应复合损失、多中心类别约束等优化,增强不平衡场景下尾类识别能力;液力端完成基于注意力机制的多通道融合特征提取网络和W-DANN跨工况迁移诊断,在高压高频及跨压力工况下验证效果;系统端完成基于MySQL/Redis、FastAPI、Vue3和ECharts的健康管理平台,覆盖实时总览、运行监测、告警事件、诊断分析、维护知识库、模型解释更新。

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